на какую высоту поднимаются ракеты
Межконтинентальная баллистическая ракета – быстрая доставка в любую точку планеты
Современные МБР оборудованы защитой от ПРО противника (маскировка, ложные цели, разделяющаяся головная часть) и способны ее преодолевать. Запуск МБР осуществляется со стационарных установок, мобильных комплексов и атомных подводных лодок.
История создания
В начале 20-го века Циолковский сформулировал основные принципы ракетостроения и создал первую схему жидкого реактивного двигателя. Он предсказал, что уже через пару десятилетий человечество начнет осваивать ближний космос.В 1909 году Р. Годдард предложил идею о многоступечатой ракете, где пустая ступень отделялась от конструкции, уменьшая ее массу и увеличивая дальность полета.
ФАУ-1
В 1937 году в Германии появляется ракетный центр, возглавленный В. Фон Брауном и К. Риделем. В центре была оборудована аэродинамическая труба для испытаний, а также построен завод по сжижению кислорода. Первым созданным изделием стал самолет-снаряд ФАУ-1, на основе которого затем в 1942 году сконструировали баллистическую ракету ФАУ-2. При массе ракеты в 13 тонн дальность полета составляла 300 км со скоростью 1,5 км/с.
Образцы ФАУ-2 и наработки немецких ракетчиков в конце второй мировой войны попали в США и СССР почти одновременно.
На их основе уже через год американцами была создана ракета «Redstone». Ученые СССР в 1948 году разработали ракету Р-1, а затем в 1957 году успешно испытали МБР Р-7 (доработанная Р-1).
Принцип работы и конструкция МБР
За небольшой отрезок времени перед стартом в систему управления ракеты вносятся координаты цели и параметры траектории полета, после чего происходит пуск двигателей первой ступени. Во время разгона МБР специальными рулями корректируется курс для вывода ее на вычисленную траекторию. На нужной высоте выполняется расстыковка носителя и головной части с боеголовкой.
Головная часть продолжает инерциальное движение, ориентируясь на цель при помощи своих двигателей, и выставляет боеголовки на определенную траекторию. Носитель и отработанные ступени после разделения падают и сгорают в плотных слоях атмосферы.
МБР состоит из разгонных ступеней и головной части с боевымблоком (защищен специальным обтекателем). В головную часть входят: разводящая установка («автобус»), боеголовка (боеголовки), система подавления ПРО противника, бортовой электронный вычислительный комплекс (БЭВК).
Существует три типа баллистических ракет в зависимости от вида используемого топлива: твердотопливные (алюминий+перхлорат аммония), жидкотопливные (керосин+жидкий кислород), смешанные (ступени с разным типом топлива — «Кречет»).
Последние почти не используются.
Твердотопливные МБР имеют более простую конструкцию, дольше хранятся, быстрее приводятся в готовность. Но жидкотопливные МБР имеют лучшие летные показатели, большую полезную нагрузку, способны к многократным циклам включения/выключения и регулировке тяги.
Различается также и материал, из которого изготавливаются ступени ракеты. В твердотопливных МБР используется композит на основе стеклопластика с внутренним термостойкимпокрытием. В жидкотопливныхМБР корпус выполнен из сплава алюминия и магния. Внешняя поверхность всех типов ракет покрыта слоем темного цвета, который защищает корпус от нагрева и поражающих факторов при ядерном или нейтронном взрыве.
Отделение ступеней происходит по минометной схеме – пространство между ступенями заполняется газом из газогенератора и срабатывают детонирующие заряды в месте крепления ступеней. Данная схема позволяет развести ступени без удара, а также предельно плотно скомпоновать межступенную область.
Команда на разделение ступеней подается БЭВК при достижении необходимой скорости и траектории. Если в отделяемой ступени остается топливо, то его неконтролируемое догорание не влияет на курс. Время разгона ракеты составляет до 5 минут, достигаемая скорость головной части — 6-8 км/с.
После отделения головной части начинает свою работу ступень разведения.
При помощи жидкотопливных двигателей происходит расстановка боевых блоков по траекториям. За точность данной операции отвечает радиоэлектронное оборудование и вычислительный комплекс с инерциальной системой управления.
Головная часть – передняя часть ракеты с боевым блоком, выполненная в виде конуса. В боевом блоке в большей своей массе используются термоядерные заряды. По количеству таких зарядов головная часть является моноблочной (только 1 заряд) или разделяющейся. В зависимости от способности управления после отделения ГЧ можно разделить на маневрирующую и неуправляемую.
Разделяющаяся головная часть бывает рассеивающего типа и с отдельным наведением каждой боеголовки. Рассеивающий тип ГЧ в настоящее время не применяется из-за своей низкой эффективности. Головная часть с отдельным наведением каждого боевого блока (ББ) может поражать цели, находящиеся на значительном расстоянии.
Точность попадания ББ описывается параметром КВО – максимальный радиус круга, в который упадет ББ в 50% случаев. Для американских МБР лучший показатель составляет около 100 м, для российских – 200 м.
Для противодействия ПРО противника в головной части кроме боевого блока размещены средства преодоления ПРО.
К ним относятся: различного вида отражатели; легкие и тяжелые ложные цели (последнее поколение имеет собственные двигатели и способноследовать за боевыми блоками до самой поверхности); передатчики – постановщики помех. Общая масса системы преодоления – до 0,5 тонны.
К довольно действенным средствам преодоления ПРО можно отнести использование настильной траектории. Небольшая высота полета значительно снижает заметность МБР, кроме того кратно снижается дальность и время подлета. Так как современные ГЧ баллистических ракет способны маневрировать при вхождении в атмосферу, то задача комплексов ПРО сильно усложняется.
За точный вывод головной части с ББ на определенную траекторию отвечает бортовой электронный вычислительный комплекс в паре с навигационной системой управления. Высокая точность попадания обеспечивается использованием в системе управления ракеты алгоритмов на основе астрокоррекции (угловое положение стабилизированной гироплатформы относительно выбранной звезды) и радиокоррекции через ГЛОНАСС системы наведения.
Фазы полета и базирование МБР
Во время полета баллистическая ракета проходит через три фазы траектории:
Все современные МБР входят в состав наземных или морских комплексов. МБР наземных комплексов имеют в свою очередь шахтное (ШПУ) или мобильное базирование (грунтовые, железнодорожные).
Наиболее защищенные и боеспособные- ракеты, размещенные в шахтных пусковых установках.
Их время подготовки к пуску – до четырех минут. Кроме того они способны выдержать прямоепопадание МБР противника и гарантированно быть запущенными для ответного удара по агрессору с неприемлемыми для него потерями.
Самая совершенная наземная МБР у России — ракета 15А18М комплекса Р-36М2 «Воевода» с разделяющейся ГЧ и индивидуальным наведением каждой отдельной боеголовки (до 36 шт.). У США — LGM-30G «Minuteman-III» с наименьшим активным участком полета (160 секунд), наилучшей точностью среди всех МБР и РГЧ с тремя боевыми частями индивидуального наведения.
МБР морского базирования размещаются на специальных атомных подводных лодках (АПЛ) – ракетных крейсерах. Запуск осуществляется с вертикальных шахтв подводном (минометная схема) или надводном положении.
Патрулирование вод АПЛ у побережья потенциального противника исключает вероятность их уничтожения ядерным ударом, а также позволяет почти мгновенно запустить МБР в ответ, т.к. время и расстояние подлета значительно меньше. Но есть шанс, что подлодка или баллистическая ракета будет уничтожена кораблями противника во время пуска.
На данный момент на вооружении американских АПЛ класса «Огайо» размещаются до 24 БРПЛ UGM-133A Трайдент 2 с дальностью полета до 10 тыс. км суммарной мощностью 3,75 Мт каждая.
Российские АПЛ проекта 941 оснащены 16 ракетами Р-39 и Р-29РМ с 10 ББ (2Мт), дальность полета — 8 тыс. км.
Способы защиты
В СПРН входят: группировка искусственных спутников Земли, которая отслеживает старт МБР; радиолокационные станции дальнего обнаружения; загоризонтные радиолокационные станции. Данной системой обладают Россия и Америка.
Оружие упреждающего удара — высокоточные ракеты малой дальности (Pershing-2), способные с большой вероятностью вывести из строя шахтные пусковые установки. Эффективность снижается при использовании противником маскировки в виде ложных ШПУ, т.к. большая часть МБР остается боеспособной.
К концу 20-го века территориальная ПРО не создана (имеет объектовый характер).
Свое развитие система получила после выхода США из договора по ограничению ПРО в 2001 году. Была разработана противоракета GBI и ее облегченная версия PLV. Районы размещения – Калифорния, Аляска, Восточная Европа. Моделирование с перехватом GBI одиночной неманеврирующей ГЧ дало 98% шанс уничтожения.
По мнению зарубежных и российских специалистов использование ГЧ с боевыми блоками индивидуального наведения и современной системой ложных целей делает американскую противоракетную оборону бесполезной. Так из расчетов следует, что вероятность преодоления ПРОракетой «Тополь-М» — 99%.
Ракетные комплексы и установки
В таблице приведены характеристики ракетных комплексов, стоящих на вооружении в различных странах
| Название | P-36M (СС-18 Сатана) | Р-29РМУ2 Синева | UGM-133A Трайдент II (D5) | DongFeng 31 (DF-31A) | РТ-2ПМ2 «Тополь-М» | РСМ-56 Булава |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Страна | Россия/СССР | Россия | США | Китай | Россия | Россия |
| Принята на вооружение, год | 1978 | 2007 | 1987 | 2006 | 2000 | 2013 |
| Базирование | шахтное | морское | морское | морское | шахтное/мобильное | морское |
| Дальность полета, км | 16000 | 11547 | 11300 | 11200 | 11000 | 10000 |
| Точность, м | 300 | 500 | 120 | 300 | 200 | 350 |
Подводя итог можно отметить, что межконтинентальные баллистические ракеты являются основным средством ядерного сдерживания.
Наличие их на вооружении ведущих стран мира позволяет сохранить паритет в возможном глобальном конфликте (в третьей мировой войне не будет ни победителей ни проигравших) и остудить горячие головы политиков.
Видео
Как устроена межконтинентальная баллистическая ракета и в чем ее предназначение
При больших дальностях пуска полезная нагрузка межконтинентальной баллистической ракеты уходит в космическую высоту на многие сотни километров. Поднимается в слой низкоорбитальных спутников, на 1000−1200 км над Землей, и ненадолго располагается среди них, лишь слегка отставая от их общего бега. А затем по эллиптической траектории начинает скатываться вниз.
Что это, собственно, за нагрузка?
Баллистическая ракета состоит из двух главных частей — разгоняющей части и другой, ради которой затеян разгон. Разгоняющая часть — это пара или тройка больших многотонных ступеней, под завязку набитых топливом и с двигателями снизу. Они придают необходимую скорость и направление движению другой главной части ракеты — головной. Разгонные ступени, сменяя друг друга в эстафете пуска, ускоряют эту головную часть в направлении района ее будущего падения.
Тянуть или толкать?
В ракете все боеголовки расположены на так называемой ступени разведения, или в «автобусе». Почему автобус? Потому что, освободившись сначала от обтекателя, а затем от последней разгонной ступени, ступень разведения развозит боеголовки, как пассажиров по заданным остановкам, по своим траекториям, по которым смертоносные конусы разойдутся к своим целям.
Но так было раньше, на заре разделяющихся головных частей. Сейчас разведение представляет собой совсем другую картину. Если раньше боеголовки «торчали» вперед, то теперь впереди по ходу находится сама ступень, а боеголовки висят снизу, вершинами назад, перевернутые, как летучие мыши. Сам «автобус» в некоторых ракетах тоже лежит в перевернутом состоянии, в специальной выемке в верхней ступени ракеты. Теперь после отделения ступень разведения не толкает, а тащит боеголовки за собой. Причем тащит, упираясь крестообразно расставленными четырьмя «лапами», развернутыми впереди. На концах этих металлических лап находятся направленные назад тяговые сопла ступени разведения. После отделения от разгонной ступени «автобус» очень точно, прецизионно выставляет свое движение в начинающемся космосе с помощью собственной мощной системы наведения. Сам занимает точную тропу очередной боеголовки — ее индивидуальную тропу.
Затем размыкаются специальные безынерционные замки, державшие очередную отделяемую боеголовку. И даже не отделенная, а просто теперь уже ничем не связанная со ступенью боеголовка остается неподвижно висеть здесь же, в полной невесомости. Начались и потекли мгновенья ее собственного полета. Словно одна отдельная ягода рядом с гроздью винограда с другими виноградинами-боеголовками, еще не сорванными со ступени процессом разведения.
Деликатные движения
Теперь задача ступени — отползти от боеголовки как можно деликатнее, не нарушив ее точно выставленного (нацеленного) движения газовыми струями своих сопел. Если сверхзвуковая струя сопла попадет по отделенной боеголовке, то неминуемо внесет свою добавку в параметры ее движения. За последующее время полета (а это полчаса — минут пятьдесят, в зависимости от дальности пуска) боеголовка продрейфует от этого выхлопного «шлепка» струи на полкилометра-километр вбок от цели, а то и дальше. Продрейфует без преград: там же космос, шлепнули — поплыла, ничем не удерживаясь. Но разве километр вбок — это точность сегодня?
Чтобы избежать таких эффектов, как раз и нужны разнесенные в стороны четыре верхние «лапы» с двигателями. Ступень как бы подтягивается на них вперед, чтобы струи выхлопов шли по сторонам и не могли зацепить отделяемую брюшком ступени боеголовку. Вся тяга разделена между четырьмя соплами, что снижает мощность каждой отдельной струи. Есть и другие особенности. Например, если на бубликообразной ступени разведения (с пустотой посередине — этим отверстием она надета на разгонную ступень ракеты, как обручальное кольцо на палец) ракеты «Трайдент-II D5» система управления определяет, что отделенная боеголовка все же попадает под выхлоп одного из сопел, то система управления это сопло отключает. Делает «тишину» над боеголовкой.
Бездны математики
Сказанного выше вполне достаточно для понимания, как начинается собственный путь боеголовки. Но если приоткрыть дверь чуть шире и бросить взгляд чуть глубже, можно заметить, что сегодня разворот в пространстве ступени разведения, несущей боеголовки, — это область применения кватернионного исчисления, где бортовая система ориентации обрабатывает измеряемые параметры своего движения с непрерывным построением на борту кватерниона ориентации. Кватернион — это такое комплексное число (над полем комплексных чисел лежит плоское тело кватернионов, как сказали бы математики на своем точном языке определений). Но не с обычными двумя частями, действительной и мнимой, а с одной действительной и тремя мнимыми. Итого у кватерниона четыре части, о чем, собственно, и говорит латинский корень quatro.
Ступень разведения выполняет свою работу довольно низко, сразу после выключения разгонных ступеней. То есть на высоте 100−150 км. А там еще сказывается влияние гравитационных аномалий поверхности Земли, разнородностей в ровном поле тяготения, окружающем Землю. Откуда они? Из неровностей рельефа, горных систем, залегания пород разной плотности, океанических впадин. Гравитационные аномалии либо притягивают к себе ступень добавочным притяжением, либо, наоборот, слегка отпускают ее от Земли.
В таких неоднородностях, сложной ряби местного гравитационного поля, ступень разведения должна расставить боеголовки с прецизионной точностью. Для этого пришлось создать более детальную карту гравитационного поля Земли. «Излагать» особенности реального поля лучше в системах дифференциальных уравнений, описывающих точное баллистическое движение. Это большие, емкие (для включения подробностей) системы из нескольких тысяч дифференциальных уравнений, с несколькими десятками тысяч чисел-констант. А само гравитационное поле на низких высотах, в непосредственной околоземной области, рассматривают как совместное притяжение нескольких сотен точечных масс разного «веса», расположенных около центра Земли в определенном порядке. Так достигается более точное моделирование реального поля тяготения Земли на трассе полета ракеты. И более точная работа с ним системы управления полетом. А еще. но полно! — не будем заглядывать дальше и закроем дверь; нам вполне хватит и сказанного.
Полет без боеголовок
Ступень разведения, разогнанная ракетой в сторону того же географического района, куда должны упасть боеголовки, продолжает свой полет вместе с ними. Ведь отстать она не может, да и зачем? После разведения боеголовок ступень срочно занимается другими делами. Она отходит в сторону от боеголовок, заранее зная, что будет лететь немного не так, как боеголовки, и не желая их потревожить. Все свои дальнейшие действия ступень разведения тоже посвящает боеголовкам. Это материнское желание всячески оберегать полет своих «деток» продолжается всю ее оставшуюся недолгую жизнь. Недолгую, но насыщенную.
После отделенных боеголовок наступает черед других подопечных. В стороны от ступени начинают разлетаться самые забавные штуковины. Словно фокусник, выпускает она в пространство множество надувающихся воздушных шариков, какие-то металлические штучки, напоминающие раскрытые ножницы, и предметы всяких прочих форм. Прочные воздушные шарики ярко сверкают в космическом солнце ртутным блеском металлизированной поверхности. Они довольно большие, некоторые по форме напоминают боеголовки, летящие неподалеку. Их поверхность, покрытая алюминиевым напылением, отражает радиосигнал радара издали почти так же, как и корпус боеголовки. Наземные радары противника воспримут эти надувные боеголовки наравне с реальными. Разумеется, в первые же мгновения входа в атмосферу эти шарики отстанут и немедленно лопнут. Но до этого они будут отвлекать на себя и загружать вычислительные мощности наземных радаров — и дальнего обнаружения, и наведения противоракетных комплексов. На языке перехватчиков баллистических ракет это называется «осложнять текущую баллистическую обстановку». А всё небесное воинство, неумолимо движущееся к району падения, включая боевые блоки настоящие и ложные, надувные шарики, дипольные и уголковые отражатели, вся эта разношерстная стая называется «множественные баллистические цели в осложненной баллистической обстановке».
Металлические ножницы раскрываются и становятся электрическими дипольными отражателями — их множество, и они хорошо отражают радиосигнал ощупывающего их луча радара дальнего противоракетного обнаружения. Вместо десяти искомых жирных уток радар видит огромную размытую стаю маленьких воробьев, в которой трудно что-то разобрать. Устройства всяких форм и размеров отражают разные длины волн.Кроме всей этой мишуры, ступень теоретически может сама испускать радиосигналы, которые мешают наводиться противоракетам противника. Или отвлекать их на себя. В конце концов, мало ли чем она может быть занята — ведь летит целая ступень, большая и сложная, почему бы не нагрузить ее хорошей сольной программой?
Последний отрезок
Однако с точки зрения аэродинамики ступень не боеголовка. Если та — маленькая и тяжеленькая узкая морковка, то ступень — пустое обширное ведро, с гулкими опустевшими топливными баками, большим необтекаемым корпусом и отсутствием ориентации в начинающем набегать потоке. Своим широким телом с приличной парусностью ступень гораздо раньше отзывается на первые дуновения встречного потока. Боеголовки к тому же разворачиваются вдоль потока, с наименьшим аэродинамическим сопротивлением пробивая атмосферу. Ступень же наваливается на воздух своими обширными боками и днищами как придется. Бороться с тормозящей силой потока она не может. Ее баллистический коэффициент — «сплав» массивности и компактности — гораздо хуже боеголовочного. Сразу и сильно начинает она замедляться и отставать от боеголовок. Но силы потока нарастают неумолимо, одновременно и температура прогревает тонкий незащищенный металл, лишая его прочности. Остатки топлива весело кипят в раскаляющихся баках. Наконец, происходит потеря устойчивости конструкции корпуса под обжавшей ее аэродинамической нагрузкой. Перегрузка помогает крушить переборки внутри. Крак! Хрясь! Смявшееся тело тут же охватывают гиперзвуковые ударные волны, разрывая ступень на части и разбрасывая их. Пролетев немного в уплотняющемся воздухе, куски снова разламываются на более мелкие фрагменты. Остатки топлива реагируют мгновенно. Разлетающиеся осколки конструктивных элементов из магниевых сплавов зажигаются раскаленным воздухом и мгновенно сгорают с ослепительной вспышкой, похожей на вспышку фотоаппарата — недаром в первых фотовспышках поджигали магний!
Межконтинентальная баллистическая ракета: как оно работает
При больших дальностях пуска полезная нагрузка межконтинентальной баллистической ракеты уходит в космическую высоту на многие сотни километров. Поднимается в слой низкоорбитальных спутников, на 1000−1200 км над Землей, и ненадолго располагается среди них, лишь слегка отставая от их общего бега. А затем по эллиптической траектории начинает скатываться вниз…
Что это, собственно, за нагрузка?
Баллистическая ракета состоит из двух главных частей — разгоняющей части и другой, ради которой затеян разгон. Разгоняющая часть — это пара или тройка больших многотонных ступеней, под завязку набитых топливом и с двигателями снизу. Они придают необходимую скорость и направление движению другой главной части ракеты — головной. Разгонные ступени, сменяя друг друга в эстафете пуска, ускоряют эту головную часть в направлении района ее будущего падения.
Головная часть ракеты — это сложный груз из многих элементов. Он содержит боеголовку (одну или несколько), платформу, на которой эти боеголовки размещены вместе со всем остальным хозяйством (вроде средств обмана радаров и противоракет противника), и обтекатель. Еще в головной части есть топливо и сжатые газы. Вся головная часть к цели не полетит. Она, как ранее и сама баллистическая ракета, разделится на много элементов и просто перестанет существовать как одно целое. Обтекатель от нее отделится еще неподалеку от района пуска, при работе второй ступени, и где-то там по дороге и упадет. Платформа развалится при входе в воздух района падения. Сквозь атмосферу до цели дойдут элементы только одного типа. Боеголовки.
Голова «Миротворца». На снимках — ступени разведения американской тяжелой МБР LGM0118A Peacekeeper, также известной как MX. Ракета была оснащена десятью разделяющимися боеголовками по 300 кт. Ракета снята с вооружения в 2005 году.
Тянуть или толкать?
В ракете все боеголовки расположены на так называемой ступени разведения, или в «автобусе». Почему автобус? Потому что, освободившись сначала от обтекателя, а затем от последней разгонной ступени, ступень разведения развозит боеголовки, как пассажиров по заданным остановкам, по своим траекториям, по которым смертоносные конусы разойдутся к своим целям.
Но так было раньше, на заре разделяющихся головных частей. Сейчас разведение представляет собой совсем другую картину. Если раньше боеголовки «торчали» вперед, то теперь впереди по ходу находится сама ступень, а боеголовки висят снизу, вершинами назад, перевернутые, как летучие мыши. Сам «автобус» в некоторых ракетах тоже лежит в перевернутом состоянии, в специальной выемке в верхней ступени ракеты. Теперь после отделения ступень разведения не толкает, а тащит боеголовки за собой. Причем тащит, упираясь крестообразно расставленными четырьмя «лапами», развернутыми впереди. На концах этих металлических лап находятся направленные назад тяговые сопла ступени разведения. После отделения от разгонной ступени «автобус» очень точно, прецизионно выставляет свое движение в начинающемся космосе с помощью собственной мощной системы наведения. Сам занимает точную тропу очередной боеголовки — ее индивидуальную тропу.
Затем размыкаются специальные безынерционные замки, державшие очередную отделяемую боеголовку. И даже не отделенная, а просто теперь уже ничем не связанная со ступенью боеголовка остается неподвижно висеть здесь же, в полной невесомости. Начались и потекли мгновенья ее собственного полета. Словно одна отдельная ягода рядом с гроздью винограда с другими виноградинами-боеголовками, еще не сорванными со ступени процессом разведения.
К-551 «Владимир Мономах» — российская атомная подводная лодка стратегического назначения (проект 955 «Борей»), вооруженная 16 твердотопливными МБР «Булава» с десятью разделяющимися боевыми блоками.
Теперь задача ступени — отползти от боеголовки как можно деликатнее, не нарушив ее точно выставленного (нацеленного) движения газовыми струями своих сопел. Если сверхзвуковая струя сопла попадет по отделенной боеголовке, то неминуемо внесет свою добавку в параметры ее движения. За последующее время полета (а это полчаса — минут пятьдесят, в зависимости от дальности пуска) боеголовка продрейфует от этого выхлопного «шлепка» струи на полкилометра-километр вбок от цели, а то и дальше. Продрейфует без преград: там же космос, шлепнули — поплыла, ничем не удерживаясь. Но разве километр вбок — это точность сегодня?
Чтобы избежать таких эффектов, как раз и нужны разнесенные в стороны четыре верхние «лапы» с двигателями. Ступень как бы подтягивается на них вперед, чтобы струи выхлопов шли по сторонам и не могли зацепить отделяемую брюшком ступени боеголовку. Вся тяга разделена между четырьмя соплами, что снижает мощность каждой отдельной струи. Есть и другие особенности. Например, если на бубликообразной ступени разведения (с пустотой посередине — этим отверстием она надета на разгонную ступень ракеты, как обручальное кольцо на палец) ракеты «Трайдент-II D5» система управления определяет, что отделенная боеголовка все же попадает под выхлоп одного из сопел, то система управления это сопло отключает. Делает «тишину» над боеголовкой.
Сказанного выше вполне достаточно для понимания, как начинается собственный путь боеголовки. Но если приоткрыть дверь чуть шире и бросить взгляд чуть глубже, можно заметить, что сегодня разворот в пространстве ступени разведения, несущей боеголовки, — это область применения кватернионного исчисления, где бортовая система ориентации обрабатывает измеряемые параметры своего движения с непрерывным построением на борту кватерниона ориентации. Кватернион — это такое комплексное число (над полем комплексных чисел лежит плоское тело кватернионов, как сказали бы математики на своем точном языке определений). Но не с обычными двумя частями, действительной и мнимой, а с одной действительной и тремя мнимыми. Итого у кватерниона четыре части, о чем, собственно, и говорит латинский корень quatro.
Ступень разведения выполняет свою работу довольно низко, сразу после выключения разгонных ступеней. То есть на высоте 100−150 км. А там еще сказывается влияние гравитационных аномалий поверхности Земли, разнородностей в ровном поле тяготения, окружающем Землю. Откуда они? Из неровностей рельефа, горных систем, залегания пород разной плотности, океанических впадин. Гравитационные аномалии либо притягивают к себе ступень добавочным притяжением, либо, наоборот, слегка отпускают ее от Земли.
В таких неоднородностях, сложной ряби местного гравитационного поля, ступень разведения должна расставить боеголовки с прецизионной точностью. Для этого пришлось создать более детальную карту гравитационного поля Земли. «Излагать» особенности реального поля лучше в системах дифференциальных уравнений, описывающих точное баллистическое движение. Это большие, емкие (для включения подробностей) системы из нескольких тысяч дифференциальных уравнений, с несколькими десятками тысяч чисел-констант. А само гравитационное поле на низких высотах, в непосредственной околоземной области, рассматривают как совместное притяжение нескольких сотен точечных масс разного «веса», расположенных около центра Земли в определенном порядке. Так достигается более точное моделирование реального поля тяготения Земли на трассе полета ракеты. И более точная работа с ним системы управления полетом. А еще… но полно! — не будем заглядывать дальше и закроем дверь; нам вполне хватит и сказанного.
Полет без боеголовок
Ступень разведения, разогнанная ракетой в сторону того же географического района, куда должны упасть боеголовки, продолжает свой полет вместе с ними. Ведь отстать она не может, да и зачем? После разведения боеголовок ступень срочно занимается другими делами. Она отходит в сторону от боеголовок, заранее зная, что будет лететь немного не так, как боеголовки, и не желая их потревожить. Все свои дальнейшие действия ступень разведения тоже посвящает боеголовкам. Это материнское желание всячески оберегать полет своих «деток» продолжается всю ее оставшуюся недолгую жизнь.
Недолгую, но насыщенную.
Полезная нагрузка межконтинентальной баллистической ракеты большую часть полета проводит в режиме космического объекта, поднимаясь на высоту, в три раза больше высоты МКС. Огромной длины траектория должна быть просчитана с особой точностью.
После отделенных боеголовок наступает черед других подопечных. В стороны от ступени начинают разлетаться самые забавные штуковины. Словно фокусник, выпускает она в пространство множество надувающихся воздушных шариков, какие-то металлические штучки, напоминающие раскрытые ножницы, и предметы всяких прочих форм. Прочные воздушные шарики ярко сверкают в космическом солнце ртутным блеском металлизированной поверхности. Они довольно большие, некоторые по форме напоминают боеголовки, летящие неподалеку. Их поверхность, покрытая алюминиевым напылением, отражает радиосигнал радара издали почти так же, как и корпус боеголовки. Наземные радары противника воспримут эти надувные боеголовки наравне с реальными. Разумеется, в первые же мгновения входа в атмосферу эти шарики отстанут и немедленно лопнут. Но до этого они будут отвлекать на себя и загружать вычислительные мощности наземных радаров — и дальнего обнаружения, и наведения противоракетных комплексов. На языке перехватчиков баллистических ракет это называется «осложнять текущую баллистическую обстановку». А всё небесное воинство, неумолимо движущееся к району падения, включая боевые блоки настоящие и ложные, надувные шарики, дипольные и уголковые отражатели, вся эта разношерстная стая называется «множественные баллистические цели в осложненной баллистической обстановке».
Металлические ножницы раскрываются и становятся электрическими дипольными отражателями — их множество, и они хорошо отражают радиосигнал ощупывающего их луча радара дальнего противоракетного обнаружения. Вместо десяти искомых жирных уток радар видит огромную размытую стаю маленьких воробьев, в которой трудно что-то разобрать. Устройства всяких форм и размеров отражают разные длины волн.
Кроме всей этой мишуры, ступень теоретически может сама испускать радиосигналы, которые мешают наводиться противоракетам противника. Или отвлекать их на себя. В конце концов, мало ли чем она может быть занята — ведь летит целая ступень, большая и сложная, почему бы не нагрузить ее хорошей сольной программой?
Подводные лодки проекта 955 «Борей» — серия российских атомных подводных лодок класса «ракетный подводный крейсер стратегического назначения» четвертого поколения. Первоначально проект создавался под ракету «Барк», ей на смену пришла «Булава».
Однако с точки зрения аэродинамики ступень не боеголовка. Если та — маленькая и тяжеленькая узкая морковка, то ступень — пустое обширное ведро, с гулкими опустевшими топливными баками, большим необтекаемым корпусом и отсутствием ориентации в начинающем набегать потоке. Своим широким телом с приличной парусностью ступень гораздо раньше отзывается на первые дуновения встречного потока. Боеголовки к тому же разворачиваются вдоль потока, с наименьшим аэродинамическим сопротивлением пробивая атмосферу. Ступень же наваливается на воздух своими обширными боками и днищами как придется. Бороться с тормозящей силой потока она не может. Ее баллистический коэффициент — «сплав» массивности и компактности — гораздо хуже боеголовочного. Сразу и сильно начинает она замедляться и отставать от боеголовок. Но силы потока нарастают неумолимо, одновременно и температура прогревает тонкий незащищенный металл, лишая его прочности. Остатки топлива весело кипят в раскаляющихся баках. Наконец, происходит потеря устойчивости конструкции корпуса под обжавшей ее аэродинамической нагрузкой. Перегрузка помогает крушить переборки внутри. Крак! Хрясь! Смявшееся тело тут же охватывают гиперзвуковые ударные волны, разрывая ступень на части и разбрасывая их. Пролетев немного в уплотняющемся воздухе, куски снова разламываются на более мелкие фрагменты. Остатки топлива реагируют мгновенно. Разлетающиеся осколки конструктивных элементов из магниевых сплавов зажигаются раскаленным воздухом и мгновенно сгорают с ослепительной вспышкой, похожей на вспышку фотоаппарата — недаром в первых фотовспышках поджигали магний!